【正文】 九 質(zhì)量分級(jí) 焊接接頭質(zhì)量分級(jí)按表 23的規(guī)定進(jìn)行。 5 缺陷定量 應(yīng)根據(jù)缺陷最大反射波幅確定缺陷當(dāng)量直徑 φ 或缺陷指示長(zhǎng)度 Δ L。 1）根據(jù)工件的曲率和材料厚度選擇探頭 K 值，并考慮幾何臨界角的限制，確保聲束能掃查到整個(gè)焊接接頭。不同檢測(cè)技術(shù)等級(jí)對(duì)縱向缺陷的檢測(cè)要求見(jiàn) 。 d） 檢測(cè)面曲率半徑 R ≤ W2/4 時(shí)，距離－波幅曲線的繪制應(yīng)在與檢測(cè)面曲率相同的對(duì)比試塊上進(jìn)行。 c） 凡缺陷信號(hào)幅度超過(guò)熒光屏滿刻度 20%的部位，應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記，并予以記錄。 ～ 45176。保 留余高的焊縫，如果焊縫表面有咬邊、較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男弈ィ⒆鲌A滑過(guò)渡以免影響檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定。試塊寬度 b一般應(yīng)滿足： b ≥ 2λ S /D0 （ 3） 式中： b —— 試塊寬度， mm； λ —— 超聲波波長(zhǎng)， mm； S —— 聲程， mm； D0—— 聲源有效直徑， mm。 b) 母材厚度大于 46mm 至 400mm 時(shí)，一般用兩種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí) ，可在焊接接頭兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭中心線成 10176。 不同檢測(cè)技術(shù)等級(jí)的要求 A級(jí)僅適用于母材厚度為 8mm～ 46mm 的對(duì)接焊接接頭。 5 當(dāng)示波屏上出現(xiàn)密集的互相彼連的缺陷回波，底波明顯下降或消失時(shí)，說(shuō)明鍛件中存在密集性缺陷。 五、缺陷大小的測(cè)定 對(duì)于尺寸小于聲束截面的缺陷一般用當(dāng)量法定量。對(duì)由于幾何形狀所限，不能獲得底波或壁厚小于探頭的 3倍近場(chǎng)區(qū)時(shí)，可直 接采用 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊確定基準(zhǔn)靈敏度。鍛件厚度超過(guò) 400mm 時(shí)，應(yīng)從相對(duì)兩端面進(jìn)行 100%的掃查。 圖 30 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊 表 4 CSⅠ標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸 mm 試塊序號(hào) CSⅠ 1 CSⅠ 2 CSⅠ 3 CSⅠ 4 L 50 100 150 200 D 50 60 80 80 （ 2）、 雙晶直探頭試塊 a) 工件檢測(cè)距離小于 45mm 時(shí)，應(yīng)采用 CSⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊。端面檢測(cè)其目的是發(fā)現(xiàn)與軸向垂直的橫向缺陷。 鍛造缺陷主要有：折疊、白點(diǎn)、裂紋等。 在坡口預(yù)定線兩側(cè)各 50mm（板厚大于 100mm 時(shí)，以板厚的一半為準(zhǔn)）內(nèi)，缺陷的指示長(zhǎng)度大于或等于 50mm時(shí)，應(yīng)評(píng)為Ⅴ級(jí)。 八、 缺陷的評(píng)定方法 缺陷指示長(zhǎng)度的評(píng) 定規(guī)則 單個(gè)缺陷按其指示的最大長(zhǎng)度作為該缺陷的指示長(zhǎng)度。此時(shí)，探頭中心的移動(dòng)距離即為缺陷的指示長(zhǎng)度，探頭中心點(diǎn)即為缺陷的邊界點(diǎn)。在鋼板剖口預(yù)定線兩側(cè)各 50mm（當(dāng)板厚超過(guò) 100mm時(shí)，以板厚的一半為準(zhǔn)）內(nèi)應(yīng)作 100%掃查，掃查示意圖見(jiàn)圖 3。試塊厚度應(yīng)與被檢鋼板厚度相近。 另外，探頭在有曲率的表面掃查時(shí)也要特別 注意，因?yàn)榛夭▌?dòng)態(tài)波形有可能明顯改變。探頭移動(dòng)時(shí)，每個(gè)小波峰也在脈沖包絡(luò)中移動(dòng)，波幅由零逐漸升到最大值，然后波幅又下降到零，信號(hào)波幅起伏較大（177。探頭前后和左右掃查時(shí)，一開(kāi)始波幅平滑地由零上升到峰值，探頭繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，波幅基本不變，或只在177。 ） 3）、工件表面形狀 4）、工件邊界 （側(cè)壁干涉） 5）、工件溫度（工件的溫度改變，聲速改變，探頭折射角改變，溫度增高 ， k 值增大 ） 6）、工件中缺陷情況 操作人員的影響 儀器時(shí)基線比例，入射點(diǎn)、 K 值，定位方法不當(dāng) 三、影響缺陷定量的因素 儀器及探頭性能的影響 1）、 頻率的影響 Δ BF=20lgBffXfDCX2 22? 2)、衰減器精度和垂直線性的影響 3)探頭的形式和晶片的尺寸 4）、探頭的 K 值 例如 檢查焊縫根部未焊透，選用 K= 耦合與衰減的影響 1）、 耦合的影響 當(dāng)耦合層厚度等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，聲強(qiáng)透射率與耦合劑性質(zhì)無(wú)關(guān)。其缺陷長(zhǎng)度為缺陷的指示長(zhǎng)度。 缺點(diǎn)：需要制作大量試塊，成本高；同時(shí)操作也比較繁瑣，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)要攜帶很多試塊，很不方便。 AC=d (平板工件中缺陷的速度 ) BC=dtgβ =Kd=l（平板工件中缺陷的水平距離） AO=r CD=r+d tgθ =drKdOCBC ?? θ =tg1drKd? BO= 22 )()( drKd ?? 圖 12 h=OBOD= rdrKd ??? 22 )()( L= drKdtgrr ?? ?1180180 ??? 例如 : 橫波斜探頭外圓周檢測(cè)φ 1080 85 壓力容器縱縫。 工件底波調(diào)整靈敏度利用的方法如下： λ =fCL=6 105900?? = Δ =20lgffB D xPP 22lg20 ? ?? =20lg ??? =(dB)≈ 44(dB) 調(diào)整：將探頭對(duì)準(zhǔn)工件大平底，衰減器 50dB，跳 [增益 ]使底波 B1 達(dá)到 80%，然后使 [衰減器 ]的衰減量減少 44dB，即 [衰減器 ]保持 6dB，這時(shí)φ 2 平底孔靈敏度調(diào)好了。 耦合劑聲阻 抗影響 一般液體耦合劑聲阻抗均比工件聲阻抗小，故 對(duì)同一探測(cè)面（光潔度相同，工件材質(zhì)相同）聲阻抗越大的耦合劑耦合效果越好。 二、影響耦合的主要因素 耦合層厚度 d2: d2=n2? d=0 最好 d2=n2? 即半波長(zhǎng)整數(shù)倍時(shí)聲壓透射率為 1，幾乎無(wú)反射，聲壓全部透射 ，在工件中的反射回波高 。 實(shí)際耦合劑聲阻抗在 106kg/m2，而鋼聲阻抗為 45106kg/m2。 鑄件、厚工件則晶片尺寸可大 些， N 大、θ小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力強(qiáng)。 對(duì)晶粒較粗的鑄件、奧氏體鋼等會(huì)出現(xiàn) 許林狀反射，（ 由 材料中聲阻抗有差異的微小界面反射面），也和材料噪聲干擾缺陷檢測(cè)，故采用較低的 的頻率，主要是提高信噪比，減少晶粒反射。 第二節(jié) 儀器與探頭的選擇 一、檢測(cè)儀器選擇 儀器和各項(xiàng)指標(biāo)要符合檢測(cè)對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 方法：并列式、交叉式、 V 型串列式、 K 型串列式、串列式等。 板波法：使用板波進(jìn)行檢測(cè)的方法，稱為板波法。包括 ： 缺陷回波法、底波高度法和多次底波法 。包括： 單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。與波束軸線平行的片狀缺陷難以檢出。操作方法簡(jiǎn)單，但要求檢測(cè)面光潔度高。 對(duì)于室外檢測(cè)，應(yīng)選擇重量輕，熒光屏亮度好， 抗干擾能力強(qiáng)的攜帶儀器。 5）、α =C2Fd3f4，頻率增加，衰減急劇增加。 3）、根據(jù)檢測(cè)對(duì)象選 K: 單面焊根部未焊透，選 K=，即在 K= 時(shí)檢測(cè)靈敏度最高。 ２）、聲阻抗大， 應(yīng)盡量和被檢工件接近 3）、對(duì)人體無(wú)害，對(duì)工件無(wú)腐蝕作用，不污染環(huán)境。耦合效果越好。 例如：板厚大于 20mm 鋼板檢測(cè)時(shí)。 df=40mm lf= Kdf= 40=60mm 一次反射波進(jìn)行檢測(cè) 1）、聲程調(diào)節(jié)掃查速度 T lf B β Xf df T 圖 10 τ f lf= Xf sinβ =nτ f sinβ df=2T Xfcosβ =2T nτ fcosβ 2）、按水平調(diào)節(jié)掃查速度 lf= nτ f df=2T KnTKl ff ??? 2 例如：用 13K2 探頭檢測(cè)，儀器按 水平 1： 1 調(diào)節(jié)，檢測(cè) T=20mm 鋼板焊縫，在水平刻度 50mm 處發(fā)現(xiàn)一處缺陷，求缺陷的 垂直距離 。 利用試塊比較法對(duì)缺陷定量要盡量使試塊與被檢 工件的材質(zhì)、表面光潔度和形狀一致，并且氣體其它檢測(cè)條件不變，如儀器、探頭、靈敏度旋鈕的位置、對(duì)探頭施加的壓力等。 解： λ = mmfC 66 ???? N= mmD 144 22 ???? 3N=3 21=63210mm 設(shè) 420 處大平底回波聲壓為 PB， 210mm 處缺陷回波聲壓為 Pf，則 Δ Bf=20lg 26 2222 ??? ???? DDx xPP fb ffB ? ?dB Df= 2 ??? ?? 答：該缺陷當(dāng)量平底孔為φ 例 ： 用 探頭徑向檢測(cè)直徑為 500mm 的實(shí)心圓柱鋼工件，CL=5900m/s，α =，利用底波調(diào)整 500/φ 2 靈敏度，檢測(cè)在 400mm 處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比靈敏度基準(zhǔn)波高 22 dB， 求此缺陷的當(dāng)量大小。 探頭的影響 聲束偏離、探頭雙峰、斜楔磨損（前磨 k 值減小，后磨 K值增大） 、探頭指向性（半擴(kuò)角小，指向性好） 工件的影響 1）、 工件表面粗糙度（工件表面粗糙，不僅耦合不良，而且由于表面凹凸不平，使聲波進(jìn)入工件的時(shí)間產(chǎn)生差異。 三、根據(jù)缺陷波形分析缺陷性質(zhì) 1 回波動(dòng)態(tài)波形的類型 波形模式Ⅰ 圖 13 表示點(diǎn)反射體產(chǎn)生的波形模式Ⅰ，即在熒光屏上顯示出的一個(gè)尖銳回波。 6dB）。圖 17 表示由密集形缺陷所產(chǎn)生的反射動(dòng)態(tài)波形Ⅳ。 圖 24 鋼板檢測(cè)中，如果出現(xiàn)迭加效應(yīng)，一般應(yīng)根據(jù) F1 來(lái)評(píng)價(jià)缺陷，當(dāng)板厚δ＜ 20mm時(shí)，用 F2 來(lái)評(píng)價(jià)缺陷，主要是 為了減少近場(chǎng)區(qū)的影響。若檢測(cè)人員認(rèn)為需要或設(shè)計(jì)上有要求時(shí)，也可選鋼板的上、下兩軋制表面分別進(jìn)行檢測(cè)。 c) 底面第一次反射波（ B1）波高低于滿刻度的 50%，即 B1＜ 50%。 d) 確定 c）中缺陷的邊界范圍或指示長(zhǎng)度時(shí)，移動(dòng)探頭（單直探頭或雙直探頭）使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的 50%。 表 3 鋼板質(zhì)量分級(jí) 等級(jí) 單個(gè)缺陷 指示長(zhǎng)度 mm 單個(gè)缺陷 指示面積 cm2 在任一 1m 1m 檢測(cè)面積內(nèi)存在的缺陷面積百分比 % 以 下單個(gè)缺陷 指示面積不計(jì) cm2 Ⅰ ＜ 80 ＜ 25 ≤ 3 ＜ 9 Ⅱ ＜ 100 ＜ 50 ≤ 5 ＜ 15 Ⅲ ＜ 120 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅳ ＜ 150 ＜ 100 ≤ 10 ＜ 25 Ⅴ 超 過(guò) Ⅳ 級(jí) 者 缺陷面積百分比的評(píng)定規(guī)則 在任一 1m 1m 檢測(cè)面積內(nèi)，按缺陷面積所占的百分比來(lái)確定。鍛壓過(guò)程包括加熱、變形和冷卻。 筒類鍛件的檢測(cè) 筒類鍛件的制造工藝是先鐓粗、后沖孔，在滾壓。探頭晶片面積不小于150mm2；單晶直探頭的公稱頻 率應(yīng)選用 2～ 5MHz，探頭晶片一般為 φ14～ φ 25mm。為確保檢測(cè)時(shí)超聲聲束能掃查到工件的整個(gè)被檢區(qū)域，探頭的每次掃查覆蓋率應(yīng)大于探頭直徑的 15%。 檢測(cè)時(shí)機(jī) 檢測(cè)原則上應(yīng)安排在熱處理后，孔、臺(tái)等結(jié)構(gòu)機(jī)加工前進(jìn)行，檢測(cè)面的表面粗糙度 Ra≤ m。 10lgDd 2)、 調(diào)節(jié)：探頭對(duì)準(zhǔn)完好區(qū)的底面，衰減（Δ +5— 10dB），調(diào)“增益”使底波 B1 達(dá)到基準(zhǔn)高，然后用“衰減器”增益Δ dB，這時(shí)靈敏度就調(diào)好了。餅形鍛件記錄大于或大于φ 4mm 當(dāng)量直徑缺陷密集區(qū)，其他鍛件應(yīng)記錄大于或大于φ 3mm 當(dāng)量直徑的缺陷密集區(qū)，密集區(qū)密集為 50mm 50mm 的方塊最為最小量度單位，其邊界可用 6dB 法決定。 解：根據(jù)密集缺陷評(píng)級(jí)： 10024 100%=6%＞ 5% 評(píng)為Ⅲ級(jí) 根據(jù)底波降低量評(píng)級(jí) [B]G[B]F=4430=14dB 評(píng)為Ⅱ級(jí)， 答該鍛件評(píng)為 Ⅲ 級(jí)。 c) 母材厚度大于 120mm 至 400mm 時(shí)，一般用兩種 K 值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。 a) 母材厚度為 8mm～ 46mm 時(shí)，一般用兩種 K值探頭采用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，將探頭放在與焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查 圖 33 斜平行掃查 圖 34 平行掃查 二、試塊 采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊為 CSKⅠ A、 CSKⅡ A、 CSKⅢ A和 CSKⅣ A 圖 35 CSKⅠ A 試塊 圖 36 CSKⅡ A 試塊 圖 37 CSKⅢ A 試塊 CSKⅣ